学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

CO_2激光-TIG复合热源脉冲协调控制与焊接特性研究

作　者: 陈晓晖
导　师: 陈彦宾
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: CO2激光-TIG电弧复合 脉冲协调控制 能量利用率 焊接特性
分类号: TG456.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 91次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


已有研究结果表明,激光-TIG电弧复合热源焊接过程中,一方面,电弧空间等离子体对激光能量存在吸收和散射;另一方面,复合焊接存在“能量有限增强”的现象,即复合焊接过程中电弧能量不能无限增加,只在一个较小电弧电流范围内存在复合效果。针对这一现象,本文采用CO2激光-TIG电弧复合热源脉冲协调焊接方法,可通过调节激光与电弧两种能量的脉冲频率及相位,实现脉冲的协调输出,进一步提高激光和电弧的能量利用率,使CO2激光-TIG电弧复合热源焊接方法在大能量输出方面的应用得以实现。本文基于LabVIEW软件建立脉冲协调控制系统,用电弧电流电压分析仪及NI 6040E多功能数据采集卡采集电弧电流电压输入计算机,经LabVIEW程序处理后输出控制信号,可实现脉冲激光与脉冲电弧的能量、频率及倍数、相位、占空比的协调控制和对焊接过程进行在线监测,并利用该系统进行了CO2激光-TIG电弧复合热源脉冲协调焊接试验。试验结果表明,与连续激光-TIG电弧复合焊接相比,脉冲协调焊接在激光与大电流电弧复合条件下,焊接机制仍能保持深熔焊机制,获得较深的焊缝,焊接过程稳定,等离子形态不发生畸变,有效提高了能量的利用率。CO2激光-TIG电弧复合热源脉冲协调焊接的焊缝表面成周期性波纹状,波纹均匀美观,频率与脉冲协调频率一致。同时,进一步对CO2激光-TIG电弧复合热源脉冲协调焊接各个能量参数对焊缝成形的影响进行了研究。研究发现,激光功率输出对焊缝熔深起着重要的作用;电弧电流峰值对焊缝熔宽焊影响明显,对焊缝熔深影响不大,起了预热工件和增加工件激光吸收率的作用;而电弧电流基值与激光同时作用,会对激光产生屏蔽作用。此外脉冲频率和保护气流量也对焊接过程的稳定性和能量利用率产生较大的影响。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 引言  9
  1.2 激光-电弧复合热源焊技术的研究现状  9-15
    1.2.1 激光-电弧复合热源焊接工艺特性研究  9-12
    1.2.2 激光-电弧复合热源作用机理研究  12-15
  1.3 本课题的主要研究内容  15-17
第2章 脉冲协调控制系统建立  17-31
  2.1 引言  17-18
  2.2 脉冲协调控制系统设备  18-20
    2.2.1 LabVIEW软件  18
    2.2.2 NI 6040E型多功能数据采集卡  18-19
    2.2.3 电弧电流电压分析仪  19-20
  2.3 脉冲协调控制方案确定  20-25
    2.3.1 激光与TIG电弧脉冲协调控制方式  20-21
    2.3.2 LabVIEW脉冲协调控制程序  21-25
  2.4 脉冲协调控制系统测试  25-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章 C0_2激光-TIG复合热源脉冲协调焊接特性研究  31-44
  3.1 引言  31
  3.2 试验条件  31-35
    3.2.1 试验材料  31-32
    3.2.2 试验设备  32-33
    3.2.3 试验方法  33-34
    3.2.4 焊后处理  34-35
  3.3 复合热源脉冲协调焊接特性  35-42
    3.3.1 热源熔化效率的定义  35-36
    3.3.2 脉冲协调对复合热源的影响  36-38
    3.3.3 脉冲协调复合焊接焊缝成形  38-41
    3.3.4 脉冲协调复合焊接等离子形态  41-42
  3.4 本章小结  42-44
第4章 C0_2激光-TIG复合热源脉冲协调焊接主要影响因素  44-56
  4.1 引言  44
  4.2 能量参数的影响  44-49
    4.2.1 激光功率的影响  44-46
    4.2.2 电弧峰值电流的影响  46-48
    4.2.3 电弧基值电流的影响  48-49
  4.3 脉冲协调参数的影响  49-55
    4.3.1 脉冲协调频率的影响  49-51
    4.3.2 脉冲协调占空比的影响  51-53
    4.3.3 保护气流量的影响  53-55
  4.4 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-62
致谢  62

相似论文

  1. 基于CFD方法的竖轴叶轮性能模拟及翼型优化,TM315
  2. 水平轴风力机数值模拟研究,TK83
  3. 高频充放电磁刺激技术的低功耗设计与仿真,R318
  4. 无线传感器网络中异步成簇算法的研究,TP212.9
  5. 生长育肥绵羊日粮代谢葡萄糖内部POEG与BSEG适宜比例的研究,S826
  6. 基于遗传算法的翼型优化,TK83
  7. 半导体桥作用特性及其规律研究,TN303
  8. 环保型生物资源在肉仔鸡日粮中的应用研究,S831.5
  9. 铝合金激光-TIG双面焊接特性与能量作用机制研究,TG456.7
  10. 成年期追赶生长大鼠模型的代谢特征及其形成机制研究,R587.1
  11. 脉冲放电烟气脱硫反应器研究及设计,X701.3
  12. 高压脉冲气液混合放电降解对氯苯酚的研究,X703
  13. 超低碳贝氏体钢CO2激光-GMA复合焊接特性研究,TG456.7
  14. 光纤激光-MIG复合焊接中厚板铝合金工艺研究,TG456.7
  15. 铝合金光纤激光填丝焊接工艺研究,TG456.7
  16. 异种镁合金AZ31与NZ30K激光焊接的研究,TG456.7
  17. LY12铝合金激光-电弧复合焊接工艺研究,TG456.7
  18. 焊缝模型对激光拼焊板成形模拟的影响与试验研究,TG456.7
  19. Nd：YAG激光+CMT复合热源不锈钢焊接工艺研究,TG456.7
  20. 基于VOF算法模拟EBW匙孔移动过程的研究,TG456.3
  21. AZ91镁合金的YAG脉冲激光焊接性研究,TG456.7

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接工艺 > 特种焊接 > 激光焊
© 2012 www.xueweilunwen.com